“戰疫”利器—ZLG智能人臉識別測溫解決方案

一、背景概述

體溫篩查是新冠肺炎疫情監測和病例發(fā)現的主要手段之一。隨著(zhù)各地陸續復工，寫(xiě)字樓、園區等上班場(chǎng)所和學(xué)校為測體溫排起長(cháng)隊的現象多有出現。如何既能完成體溫排查，實(shí)現園區安全管理，又能減少對人們正常工作生活的影響，以及避免因排隊測溫引起的病毒傳播風(fēng)險，成為社會(huì )復工過(guò)程中的一個(gè)重要需求。同時(shí)，在一些具有身份識別要求的特殊場(chǎng)所，如學(xué)校、居民小區，企業(yè)園區等，體溫檢測和門(mén)禁系統的聯(lián)動(dòng)也成為了當前的行業(yè)剛需。針對現有測溫系統所存在的局限性，ZLG推出紅外測溫+人臉識別+身份驗證系統化解決方案。該方案基于M1808 AI核心板，結合人臉識別和紅外熱成像技術(shù)，以非接觸、無(wú)感知的方式，高效解決了在公共場(chǎng)所人員高度聚集、高流動(dòng)性情況下的體溫實(shí)時(shí)檢測問(wèn)題。該方案可以幫助維持學(xué)校、酒店、機場(chǎng)車(chē)站、居民小區等公眾聚集場(chǎng)所的秩序，除了可以阻止非法入侵和縮短搜索可疑人時(shí)間及收集數據外，還可以在復工熱潮中進(jìn)行體溫檢測，確保復工安全有效的進(jìn)行。

存在的行業(yè)需求：

●   體溫測量，體溫異常報警；

●   人臉門(mén)禁，刷臉檢測體溫同時(shí)聯(lián)動(dòng)門(mén)禁系統進(jìn)出；

●   實(shí)名登記，對進(jìn)出人員進(jìn)行身份登記，便于管理；

●   實(shí)時(shí)上報體溫數據，在后臺可進(jìn)行數據查詢(xún)；

●   未佩戴口罩的人員檢測并實(shí)時(shí)報警；

●   黑白名單確認報警，查出入侵者或失蹤人員。

需求場(chǎng)景

二、人臉識別原理

人臉識別是指利用分析比較人臉視覺(jué)特征信息進(jìn)行身份鑒別的計算機技術(shù)，包括構建人臉識別系統的一系列相關(guān)技術(shù)，具體體現為人臉圖像采集、人臉定位、人臉黑報名單識別、身份確認以及身份查找等。從刷臉支付、門(mén)禁考勤、金融遠程開(kāi)卡到安防反恐、智慧社區等領(lǐng)域，人臉識別正在不斷普及，市場(chǎng)不斷擴大。順應市場(chǎng)需求，ZLG最新推出的M1808 AI核心板，片內集成高能效AI神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )處理器NPU，算力高達3.0Tops，結合Z-Lab 資深算法團隊研發(fā)的人臉識別算法，可有效助力用戶(hù)人臉識別應用開(kāi)發(fā)，降低研發(fā)成本。

三、紅外熱成像測溫原理

一切溫度高于零度（-273.15℃）的物體都在不停地向周?chē)臻g發(fā)射紅外能量。其輻射特性、輻射能量的大小、波長(cháng)分布等都與物體表面溫度密切相關(guān)。反過(guò)來(lái),通過(guò)對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準確地測定它的表面溫度，這就是紅外輻射測溫的機理。人體與其他生物體一樣，自身也在向四周輻射釋放紅外能量，因此只要通過(guò)對人體自身輻射紅外能量的測量就能準確地測定人體表面溫度。

四、智能人臉識別測溫系統

ZLG提取各類(lèi)實(shí)際應用場(chǎng)景中的共性需求，面向大型公共場(chǎng)所測溫和傳統門(mén)禁系統分別推出了智能人臉測溫解決方案，具體如下所示。

1.   大型公共場(chǎng)所

在大型公共場(chǎng)所，人流量大且密集，傳統測量體溫的方式包括水銀溫度計及紅外體溫槍等，缺點(diǎn)比較明顯：需要時(shí)間，需要接觸及配合。針對現有測溫系統所存在的局限性，ZLG推出基于M1808的大型公共場(chǎng)所紅外熱成像測溫解決方案，以非接觸、無(wú)感知的方式，可靠、高效地解決了在公共場(chǎng)所人員高度聚集、高流動(dòng)性情況下的體溫實(shí)時(shí)初篩檢測問(wèn)題，方案框圖如下所示。

大型公共場(chǎng)所紅外測溫

2.   傳統門(mén)禁系統

針對傳統刷卡門(mén)禁系統，ZLG智能人臉識別測溫系統可實(shí)現紅外測溫與門(mén)禁系統的聯(lián)動(dòng)，為門(mén)禁系統增加智能測溫人臉識別能力。出入門(mén)禁不用攜帶考勤卡，人臉驗證同步測溫，方便快捷的同時(shí)，進(jìn)一步提升了安全性和高效性，方案框圖如下所示。

紅外測溫聯(lián)動(dòng)人臉門(mén)禁

上述方案主控平臺采用ZLG的M1808 AI核心板。作為一款面向人工智能開(kāi)發(fā)平臺的產(chǎn)品，M1808 AI核心板旨在為用戶(hù)提供“嵌入式”+“AI”解決方案平臺，以AI算法賦能傳統嵌入式硬件，內部集成的NPU提供最高3.0 TOPs AI算力。在智能人臉識別測溫系統方案中，ZLG M1808平臺除了提供穩定可靠的硬件平臺之外，同時(shí)免費提供基于應用數據集訓練的人臉識別AI算法，既能夠滿(mǎn)足全自動(dòng)化、多人群、遠距離的測溫需求，又能實(shí)現體溫檢測與人臉識別的技術(shù)同步及佩戴口罩時(shí)的識別問(wèn)題，可快速識別體溫異常人員并實(shí)時(shí)自動(dòng)告警，最大程度保證驗證結果的精準度。

五、算法邏輯

該解決方案的算法主要技術(shù)點(diǎn)為人臉檢測、關(guān)鍵點(diǎn)定位和紅外測溫三部分。相關(guān)算法由ZLG算法團隊自主研發(fā)，結合AI加速芯片的特性進(jìn)行了針對性的優(yōu)化，算法效率高。該方案算法對輸入圖像進(jìn)行人臉檢測，如果檢測到人臉，則會(huì )通過(guò)人臉關(guān)鍵點(diǎn)定位算法確定額頭區域，進(jìn)一步映射到熱紅外溫度數據中，判斷當前溫度是否超過(guò)限定值 37.3 ℃，算法應用邏輯如下圖所示。

六、測試效果

ZLG紅外熱成像測溫算法可實(shí)現人臉識別與測溫同步進(jìn)行，具體測試效果如下所示：

1.   檢測到人臉，并讀取區域溫度，溫度顯示正常。

2.   額頭放置熱水瓶，檢測到人臉，體溫顯示異常狀態(tài)并實(shí)時(shí)預警。

七、核心優(yōu)勢

針對以上應用場(chǎng)景，本方案可歸納出如下幾個(gè)核心優(yōu)勢：

1.   簡(jiǎn)潔高效：快速刷臉測溫，體溫37.3℃以上自動(dòng)報警，節省了大量的人力物力，避免了交叉感染。M1808平臺內部集成NPU，提供3.0TOPs算力，結合Z-Lab 資深算法團隊研發(fā)的人臉識別算法，可快速監測流動(dòng)人群，實(shí)現異常體溫實(shí)時(shí)報警，檢測效率高，實(shí)時(shí)性強；

2.   精準可靠：有效解決ZLG人臉識別算法與體溫檢測的技術(shù)同步及佩戴口罩時(shí)的識別問(wèn)題，可準確定位、快速鎖定體溫異常人員并實(shí)時(shí)自動(dòng)告警，方便工作人員進(jìn)行二次復檢。而且由于人臉識別技術(shù)具有識別的唯一性，身份鑒定不可仿冒，能很好地解決各企事業(yè)單位在安全管理方面存在的問(wèn)題；

3.   穩定可持續：在精確測量體溫并與人員進(jìn)行匹配記錄的基礎上，可以同時(shí)完考勤記錄管理、簽入簽出記錄管理等，可持續性的對數據進(jìn)行客觀(guān)記錄， 同時(shí)ZLG也提供免費的云平臺（ZWS-PaaS云平臺），支持數據透傳轉發(fā)以及完善的二次開(kāi)發(fā)包，支持全私有化部署，并提供功能豐富的后臺MIS系統進(jìn)行統一管理；

4.   兼容性強：M1808平臺具備豐富的外設接口資源，且具備強大的視頻硬解碼能力，能夠輕松流暢的處理各類(lèi)多媒體文件，使系統可以融合公共場(chǎng)所常用安防子系統，譬如視頻監控、門(mén)禁、LED屏顯、報警聯(lián)動(dòng)等系統，實(shí)現各子系統間資源共享，為公共衛生應急事件處理提供無(wú)感測溫手段，并與關(guān)聯(lián)安防系統之間形成聯(lián)動(dòng)管控機制。